Étude structure-activité de l'endothéline-1 : détermination d'éléments responsables de la liaison, de l'activation et de la sélectivité des récepteurs ETa et ETb

Langlois, Chantal (2005). Étude structure-activité de l'endothéline-1 : détermination d'éléments responsables de la liaison, de l'activation et de la sélectivité des récepteurs ETa et ETb Thèse. Québec, Université du Québec, Institut National de la Recherche Scientifique, Doctorat en biologie, 206 p.

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Résumé

La transcription des symboles et des caractères spéciaux utilisés dans la version originale de ce résumé n’a pas été possible en raison de limitations techniques. La version correcte de ce résumé peut être lue en PDF. L'endothéline (ET) fait partie d'une famille de peptides vasoactifs constitués d'une chaîne de 21 acides aminés. Cette chaîne est repliée par deux ponts disulfures et ses extrémités N-et C-terminales sont libres. ll existe trois isoformes de l'ET soit ET-1, ET-2 et ET-3, qui diffèrent entre elles par leur structure ainsi que par leur activité biologique. En effet, ET-1 et ET-2 semblent posséder une activité vasoconstrictrice alors que ET-3 engendrerait plutôt une vasodilatation. L'activité biologique des ETs s'exerce, chez les mammifères, via deux types de récepteurs : ET A et ET8 • Le premier se retrouve principalement sur les cellules musculaires lisses des vaisseaux sanguins et il possède une affinité plus grande pour ET-1 et ET-2 que pour ET-3. Sa stimulation entraîne une vasoconstriction puissante et soutenue. Le récepteur ET8 possède une plus vaste distribution dans l'organisme et ne présente aucune spécificité envers l'une ou l'autre des isoformes de l'ET. Cette étude visait à déterminer les éléments de la molécule d'ET-1 importants pour la liaison et 1'activation des récepteurs ETA et ET8, mais aussi ceux responsables de la sélectivité de ceux-ci. En ce sens plusieurs séries d'analogues de l'ET-1, en plus d'analogues tronqués du segment C-terminal ont été développés. Ces analogues peptidiques ont été synthétisés sur phase solide au moyen de la chimie Fmoc ou t-Boc. Après clivage, certains analogues ont subi des réactions de cyclisation et de déformylation. Les analogues ont ensuite été purifiés par chromatographie liquide à haute performance (CLHP) préparative sur phase inverse. Chaque analogue a finalement été caractérisé par CLHP analytique sur phase inverse et par spectrométrie de masse (MALDI-TOF). L'évaluation pharmacologique des analogues a été réalisée sur deux préparations tissulaires riches en l'un ou l'autre des deux récepteurs de l'ET. Ainsi, des anneaux d'aorte de rat dénudée de leur endothélium ont permis de déterminer l'activité biologique des analogues sur le récepteur ETA tandis que le parenchyme pulmonaire de cobaye a été utilisé pour évaluer leur activité sur le récepteur ETs. L'affinité de certains analogues a été évaluée par des essais de compétition, contre l'ET-1 radiomarquée, sur des cellules CHO exprimant soit le récepteur ETA ou le récepteur ET8. De plus, des études de dichroïsme circulaire ont été effectuées afin d'évaluer l'arrangement structural de certains analogues. Les résultats obtenus sur les préparations ETA ont montré pour la première fois, contrairement au concept établi et présenté dans la littérature, que la structure complète de l'ET-1 n'est pas nécessaire pour l'activation du récepteur ETA. Le segment 9-21 contiendrait en effet tous les pharmacophores, alors que le segment N-terminal participerait plutôt à l'affinité du peptide pour le récepteur. De ces pharmacophores, l'acide glutamique de la position 10 semble jouer un rôle de premier plan dans le processus de liaison et d'activation alors que la lysine-9 et l'acide aspartique-lB auraient plutôt un rôle dans la stabilisation de la structure secondaire. À l'intérieur du fragment 9- 21, la présence de modifications aux extrémités N- ou C-terminales semble aussi agir en stabilisant cette dernière. En nous basant sur les résultats de structure-activité et sur ceux obtenus par dichroïsme circulaire, nous proposons que le segment C-terminal de l'ET-1 adopte une structure en hélice irrégulière jusqu'à son extrémité comme proposé par l'équipe de Wallace suite à des études par cristallographie. Cette structure permet d'aligner le groupement carboxylique terminal avec l'imidazole de l'His16 et le noyau phénolique de la Tyr 13 de façon à former un relais de charge permettant vraisemblablement d'activer le récepteur ETA par un mécanisme moléculaire similaire à celui retrouvé au site catalytique des sérine protéases (Langlois et al., 2003). Les résultats obtenus sur les préparations de parenchyme pulmonaire de cobaye, ont montré que la présence de la charge positive, portée par la chaîne latérale de la lysine, à l'extrémité N-terminale des analogues 9-21 défavoriserait la liaison et 1'activation du récepteur ET8. La position 13 semble également jouer un rôle important dans la sélectivité du fragment envers le récepteur ETA• En effet, le remplacement de la Tyr par un acide aminé non ionisable a augmenté l'activité biologique des analogues du fragment 9-21 sur les préparations pulmonaires. Finalement, nos résultats sont en accord avec notre hypothèse à savoir que le récepteur ET8 accommoderait un ligand de structure allongée, hautement hydrophobe dont l'extrémité C-terminale serait repliée de façon à placer le tryptophane-21 dans l'environnement voisin de la leucine-17. Pour finir, nous avons vérifié si les fragments PTHrP (1-16) et PTHrP (1-23), définis récemment comme des stimulateurs des ostéoblastes lors du développement de métastases osseuses suite au cancer de la prostate, agissent comme agonistes du récepteur ETA• Cette hypothèse avait été avancée par une équipe américaine en comparant les séquences de ces fragments à celle de l'ET-1. Donc, nous avons repris ces fragments du PTHrP pour les étudier dans nos modèles pharmacologiques des récepteurs de l'ET. Selon nos résultats, aucun des deux fragments n'a montré d'activité contractile sur les préparations d'aorte de rat et de parenchyme pulmonaire de cobaye. De plus, même à des concentrations élevées, ceux-ci n'ont pu bloquer l'activité biologique engendrée par l'ET-1 sur ces préparations. Finalement, les essais de liaison ont également montré qu'ils ne compétitionnent pas pour le même site de liaison que l'ET-1. Par conséquent, il ne semble pas que l'activation des ostéoblastes, observée lors du développement de métastases osseuses passe directement par la voie traditionnelle de 1'ET-1 (Langlois et al., 2005).

Type de document:	Thèse Thèse
Directeur de mémoire/thèse:	Fournier, Alain
Informations complémentaires:	Résumé avec symboles
Mots-clés libres:	et ; endotheline ; peptide
Centre:	Centre INRS-Institut Armand Frappier
Date de dépôt:	25 sept. 2013 18:48
Dernière modification:	02 mars 2022 19:35
URI:	https://espace.inrs.ca/id/eprint/235

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